(57)【要約】【課題】プリント回路板の製造装置に関し、接続不良等の発生を確実に防止することを目的とする。【解決手段】プリント配線板１上に実装部品２をはんだ付けしてプリント回路板を製造するプリント回路板の製造装置であって、  前記プリント配線板１のスルーホール３とスルーホール実装部品２Ａのリード４との間隙に高密度未溶融はんだ５を供給する予備処理装置６と、  前記高密度未溶融はんだ５を溶融、固化するはんだ溶融装置７とを有して構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント配線板上に実装部品をはんだ付けしてプリント回路板を製造するプリント回路板の製造装置であって、
前記プリント配線板のスルーホールとスルーホール実装部品のリードとの間隙に高密度未溶融はんだを供給する予備処理装置と、
前記高密度未溶融はんだを溶融、固化するはんだ溶融装置とを有するプリント回路板の製造装置。
【請求項２】
前記予備処理装置は、リードが挿入されたプリント配線板のスルーホール内にはんだペーストを圧入する圧入装置として形成される請求項１記載のプリント回路板の製造装置。
【請求項３】
前記予備処理装置は、プリント配線板のスルーホールへの挿入前にリードに筒状のはんだを外嵌させるはんだ装着装置として形成される請求項１記載のプリント回路板の製造装置。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の製造装置により製造されたプリント回路板。
【請求項５】
請求項４記載のプリント回路板を有する電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント回路板の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリント配線板上に所定の実装部品を実装したプリント回路板を製造する際に、該実装部品をプリント配線板上にはんだ付けする必要があり、プリント回路板の製造装置には実装部品のはんだ付け装置が含まれる。そして、実装部品がスルーホール実装部品である場合には、溶融状態のはんだをスルーホール内に供給してスルーホール内で固化させるフローはんだ付け法と、予めプリント配線板上に供給されたはんだをリフロー炉等により溶融させた後、固化させるリフローはんだ付け法のいずれかを実施するためのはんだ付け装置が使用される。
【０００３】
しかし、これらいずれのはんだ付け装置においても、小径のスルーホール内にはんだを完全に充填するのは難しいために、接続不良等が発生しやすいという問題があり、この問題を解決可能なはんだ付け装置としては、特許文献１、２に記載のものが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載の従来例は、フローはんだ付け法による問題解決を目的としたもので、スルーホールをヒータにより加熱することによって、スルーホール内に侵入した溶融はんだの固化、あるいは粘度上昇を防止し、スルーホール内への溶融はんだの供給を保障する。また、特許文献２に記載のものは、ペースト状の未溶融はんだをスルーホールランド上に塗布し、実装部品のリードをスルーホール内に押し込む時に、スルーホール内に未溶融はんだを押し込み、スルーホール内でのはんだ容積不足を防止する。
【特許文献１】特開２００５-２８５９６１号公報
【特許文献２】特開平１０-２２４０２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１、２に記載のはんだ付け装置を含むプリント回路板の製造装置には以下の欠点がある。まず、前者のものは、プリント配線板上にヒータを配置する必要があるために、装置が複雑になる。また、ヒータを配置することはプリント配線板の温度低下を防止し、スルーホール内に進入したはんだの固化を防止するためであり、スルーホール導体の内壁へのはんだの濡れ拡がり性が必要となる。また、後者の未溶融はんだは、リードとの接触界面での抵抗によりリードに追随してスルーホール内に導かれるために、実装部品のリードをスルーホール内に押し込む際にスルーホール内に押し込まれるはんだ侵入量も少ない上に、その押し込み量は不安定である。よって前者と同様にスルーホール導体の内壁へのはんだの濡れ拡がり性が必要となる方法である。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、スルーホール内に十分なはんだを供給することにより接続不良等の発生を確実に防止することのできるプリント回路板の製造装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
プリント回路板製造装置によるプリント回路板の製造は、プリント配線板１上に所定の実装部品２をはんだ付けすることにより行われ、スルーホール実装部品２Ａのはんだ付けは、予備処理装置６を使用して予めスルーホール３内に供給された未溶融はんだをはんだ溶融装置７により溶融し、さらに固化することにより行われる。
【０００８】
予備処理装置６は、溶融時にリード４とスルーホール３との間隙が十分な量のはんだにより充填されるように、高密度状態でスルーホール３内に供給される。この結果、上述した特許文献１に記載されるような溶融はんだの進入不足、あるいは、特許文献２に記載のような、スルーホール３内へのはんだペースト供給不足によるはんだの不完全充填、さらにはこれに伴う接続不良を確実に防止することが可能になる。
【０００９】
未溶融はんだを高密度状態でスルーホール３内に供給するための予備処理装置６は、未溶融はんだとしてはんだペースト、あるいはクリームはんだが使用される場合には、はんだペーストの圧入装置として形成される。また、未溶融はんだは固体の状態で供給することも可能であり、この場合、予備処理装置６は、実装部品２のリード４にパイプ状のはんだを外嵌させるはんだ装着装置として形成され、未溶融はんだ５が外嵌されたリード４をスルーホール３に挿入することにより、結果、スルーホール３とリード４との間隙部に未溶融はんだが供給される。
【００１０】
筒状のはんだを未溶融はんだとして使用する場合、未溶融はんだ５の外径をスルーホール３内径とほぼ同一に形成し、スルーホール３内に圧入することも可能であるが、スルーホール３壁面との間に挿入のためのクリアランスを設定すると、マウンタによる挿入操作も容易で、かつ、スルーホール３の被傷を防止することができる。この場合であっても、固体状態の未溶融はんだの密度がはんだペーストに比して十分に高いために、接続性を損なうようなスルーホール３内でのはんだ量不足が生じることはない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、スルーホール内に十分なはんだを供給することができるために、接続不良等の発生を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１（ａ）に表面実装部品２Ｂとスルーホール実装部品２Ａとが混在したプリント回路板を製造する際に使用するプリント回路板製造装置を、図１（ｂ）にプリント配線板１を示す。
【００１３】
この実施の形態におけるプリント配線板１は、複数の配線層を積層した多層プリント配線板であり、必要に応じて層間にはグランド層１ａが形成される。内層の配線層１ｂ、あるいはグランド層１ａと表層に形成される配線層とは、スルーホール３、あるいは図外のビアにより層間接続され、表層には、表面実装部品２Ｂを接続するための接続パッド１ｃと、スルーホールランド３ａが形成される。
【００１４】
図１（ａ）に示すように、プリント回路板製造装置は、はんだペースト印刷機８、ＳＭＤ（Surface Mount Device）搭載機９およびリフロー装置１０からなる表面実装部品実装部１１と、スルーホール部品搭載機１２、予備処理装置６およびフロー装置（はんだ溶融装置）７からなるスルーホール部品実装部１３とから構成される。
【００１５】
上記はんだペースト印刷機８は、図２（ａ）に示すように、表面実装部品２Ｂ用の接続パッド１ｃ上にはんだペースト１４をシルク印刷するように構成され、はんだペースト印刷機８によりはんだペースト１４が供給されたプリント配線板１は、装置間を走行する図外の搬送装置によりＳＭＤ搭載機９に搬送される。
【００１６】
ＳＭＤ搭載機９においては、図２（ｂ）に示すように、所定の表面実装部品２Ｂを図外のハンドリング手段により予め定められた位置に載置する。また、ＳＭＤ搭載機９は、必要に応じて実装部品２のパッケージをプリント配線板１に接着する接着装置を含む。
【００１７】
ＳＭＤ搭載機９により実装部品２が載置されたプリント配線板１はリフロー装置１０に搬送される。リフロー装置１０は、不活性雰囲気下ではんだペースト１４を溶解させ、溶融したはんだは、図２（ｃ）に示されるように、気相界面との境界にフィレットを形成し、その後の冷却工程において固化し、実装部品２はプリント配線板１上に脱離不能に固定される。
【００１８】
以上のようにして表面実装部において表面実装部品２Ｂの実装が完了したプリント配線板１は、スルーホール部品実装部１３に搬送され、スルーホール実装部品２Ａの実装操作が行われる。まず、スルーホール部品実装部１３のスルーホール部品搭載機１２は、図３（ａ）に示すように、スルーホール実装部品２Ａをハンドリングしてリード４を所定のスルーホール３に挿入する動作を行い、この後、予備処理装置６を使用してスルーホール３とリード４との間隙にペースト状の未溶融はんだが供給される。
【００１９】
この実施の形態における予備処理装置６は、図４（ａ）に示すように、はんだ圧入装置として構成されており、ペースト状のはんだを収容するはんだ収容部６ａと、はんだ収容部６ａ内のはんだを押し出すポンプ部６ｂと、ヘッド部６ｃとを有する。ヘッド部６ｃの先端には弾性部材６ｄが固定されており、ポンプ部６ｂにより押し出された未溶融はんだは、可撓性を有するチューブ６ｅを経由してヘッド部６ｃに圧送される。
【００２０】
図４（ｂ）に示すように、この予備処理装置６は、リード４が挿入されたスルーホール３の裏面側スルーホールランド３ａにヘッド部６ｃを押し当てた状態でポンプ部６ｂを駆動して使用される。ポンプ部６ｂを駆動すると、チューブ６ｅ内に押し出されたはんだペーストは、弾性部材６ｄによりプリント配線板１外への漏出が防止されてスルーホール３内に押し込まれ、高密度未溶融はんだ５としてスルーホール３内に留まる。
【００２１】
上記未溶融はんだ５を溶解するために、スルーホール部品実装部１３は、はんだ溶融装置７を有する。図３（ｂ）に示すように、この実施の形態においてはんだ溶融装置７は、はんだ漕内にはんだ噴流を発生させたフローはんだ付け装置が使用され、リード４の自由端部をはんだ噴流に触れさせると、リード４の温度が上昇して未溶融はんだが溶解する。同時に、噴流はんだは、表面張力によりリード４側壁を濡らしながらスルーホール３側に向けて上昇し、一部はスルーホール３内に侵入し、一部はスルーホールランド３ａとリード４との間にフィレットを形成する（図６（ｄ）参照）。
【００２２】
なお、以上においては、表面実装部品２Ｂの実装を完了してからスルーホール実装部品２Ａを実装する場合を示したが、表面実装部品２Ｂに供給されるはんだペースト１４と、スルーホール実装部品２Ａのためにスルーホール３内に供給される高密度未溶融はんだ５を同時に溶融、固化することも可能であり、この場合、はんだ溶融装置７としては、リフロー装置が使用される。
【００２３】
このように、スルーホール実装部品２Ａと表面実装部品２Ｂに供給されるはんだを同時にリフローさせるプリント回路板製造装置は、はんだペースト印刷機８-ＳＭＤ搭載機９-スルーホール部品搭載機１２-予備処理装置６-リフロー装置を順に配列して構成される。
【００２４】
図５（ａ）に本発明の他の実施の形態を示す。なお、以下の実施の形態の説明において、上述した実施の形態と実質的に同一の構成要素は図中に同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
この実施の形態において、プリント回路板製造装置の表面実装部品実装部１１は、上述した実施の形態と同一に構成され、プリント配線板１上には、表面実装部品実装部１１により表面実装部品２Ｂが固定される。
【００２６】
これに対し、スルーホール部品実装部１３の予備処理装置６は、図６（ａ）に示すように、スルーホール３に挿入される前の段階でリード４に未溶融はんだ（高密度未溶融はんだ５）を供給するはんだ装着装置として構成される。はんだ装着装置は、予め筒形状に形成された未溶融はんだ５の中空部に実装部品２のリード４を圧入するように構成される。上記筒状の未溶融はんだ５はスルーホール３の全長にほぼ等しい長さ寸法を有し、外径寸法は、リード４が圧入した状態においてスルーホール３に挿入可能な寸法に形成される。
【００２７】
予備処理装置６により未溶融はんだ５が装着された実装部品２のリード４は、スルーホール部品搭載機１２により所定のスルーホール３に挿入操作され、次いで、フロー装置（はんだ溶融装置）７に搬送される。フロー装置７の噴流はんだがリード４先端に接触すると、リード４が加熱されて未溶融はんだ５が溶融し、同時に噴流はんだがスルーホール３側に上昇し、図６（ｄ）に示すように、はんだ付けが完了する。
【００２８】
なお、以上においては、表面実装部品２Ｂのはんだ付け完了後にスルーホール実装部品２Ａのはんだ付けを行う場合を示したが、図５（ｂ）に示すように、最終工程に配置されたリフロー装置（はんだ溶融装置７）により表面実装部品２Ｂに対して供給されたはんだペースト１４と、スルーホール実装部品２Ａ用に供給された未溶融はんだ５とを同時に溶融、固化することもできる。なお、通常リフロー装置の前段にはフラクサは無いが、この
未溶融はんだがパイプ状のはんだのようにフラックスを含まないものの場合、リフロー装置７の前段にはフラクサ１５が配置され、スルーホールランド３ａにフラックスが供給される。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明を示す図で、（ａ）はプリント回路板製造装置を示すブロック図、（ｂ）はプリント配線板を示す断面図である。
【図２】表面実装部品実装部での動作を示す図である。
【図３】スルーホール部品実装部での動作を示す図である。
【図４】予備処理装置を示す図で、（ａ）は全体構造を示す図、（ｂ）は高密度未溶融はんだの供給状態を示す図である。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す図で、（ａ）はブロック図、（ｂ）は（ａ）の変形例を示す図である。
【図６】予備処理装置による動作を示す図で、（ａ）はリードに高密度未溶融はんだを外嵌した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）の６Ｂ-６Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）による処理終了後のリードをスルーホールに挿入した状態を示す図、（ｄ）ははんだ付けが完了した状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１        プリント配線板
２        実装部品
２Ａ      スルーホール実装部品
３        スルーホール
４        リード
５        高密度未溶融はんだ
６        予備処理装置
７        はんだ溶融装置
【図１】
2007324315.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2007324315.tif 000007
【図６】
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